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Resistors in Series and Parallel Questions in Hindi

Class 10 Science · Electricity · Resistors in Series and Parallel

84+

Questions

Hindi

Language

100%

With Solutions

Showing 50 of 84 questions in Hindi

1
Medium
$2\, V$ के तीन सेलों की बैटरी,$5 \,\Omega$ का एक प्रतिरोधक,$8 \,\Omega$ का एक प्रतिरोधक,$12 \,\Omega$ का एक प्रतिरोधक और एक प्लग कुंजी से युक्त एक परिपथ का व्यवस्था आरेख खींचिए,जिसमें ये सभी श्रेणीक्रम में जुड़े हों।

Solution

(N/A) $2\, V$ के तीन सेल,जो श्रेणीक्रम में जुड़े हैं,$2\, V + 2\, V + 2\, V = 6\, V$ के विभव वाली बैटरी के समतुल्य हैं।
नीचे दिया गया परिपथ आरेख $5 \,\Omega$,$8 \,\Omega$ और $12 \,\Omega$ के तीन प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में,$6\, V$ की बैटरी और एक बंद प्लग कुंजी के साथ दर्शाता है।
Solution diagram
2
Difficult
एक ऐसे परिपथ का व्यवस्था आरेख खींचिए जिसमें $2\, V$ के तीन सेलों की बैटरी,एक $5\,\Omega$ का प्रतिरोधक,एक $8\,\Omega$ का प्रतिरोधक,एक $12\,\Omega$ का प्रतिरोधक और एक प्लग कुंजी,सभी श्रेणीक्रम में जुड़े हों। प्रतिरोधकों से होकर प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा को मापने के लिए एक अमीटर और $12\,\Omega$ के प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर मापने के लिए एक वोल्टमीटर लगाइए। अमीटर और वोल्टमीटर के पाठ्यांक क्या होंगे?

Solution

(N/A) प्रतिरोधकों से होकर प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा को मापने के लिए,अमीटर को परिपथ में प्रतिरोधकों के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा जाना चाहिए। $12\,\Omega$ के प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर को मापने के लिए,वोल्टमीटर को इस प्रतिरोधक के समांतर क्रम में जोड़ा जाना चाहिए।
बैटरी का कुल वोल्टेज $V = 3 \times 2\, V = 6\, V$ है।
प्रतिरोध श्रेणीक्रम में जुड़े हैं,इसलिए कुल प्रतिरोध $R$ है:
$R = 5\,\Omega + 8\,\Omega + 12\,\Omega = 25\,\Omega$.
ओम के नियम $V = IR$ के अनुसार,परिपथ में प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $I$ है:
$I = \frac{V}{R} = \frac{6\, V}{25\,\Omega} = 0.24\, A$.
अतः,अमीटर का पाठ्यांक $0.24\, A$ है।
$12\,\Omega$ के प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर $V_1$ की गणना ओम के नियम का उपयोग करके की जाती है:
$V_1 = I \times R_{12\,\Omega} = 0.24\, A \times 12\,\Omega = 2.88\, V$.
इसलिए,वोल्टमीटर का पाठ्यांक $2.88\, V$ है।
Solution diagram
3
MediumMCQ
जब $1\, \Omega$ और $10^6\, \Omega$ को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध का मान क्या होगा?
A
$1\, \Omega$ से कम
B
$1\, \Omega$ से अधिक
C
ठीक $1\, \Omega$
D
ठीक $10^6\, \Omega$

Solution

(A) जब दो प्रतिरोधों $R_1$ और $R_2$ को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध $R$ का सूत्र है: $\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$।
यहाँ $R_1 = 1\, \Omega$ और $R_2 = 10^6\, \Omega$ दिया गया है।
मान रखने पर: $\frac{1}{R} = \frac{1}{1} + \frac{1}{10^6} = 1 + 0.000001 = 1.000001\, \Omega^{-1}$।
इसलिए,$R = \frac{1}{1.000001} \approx 0.999999\, \Omega$।
चूंकि $0.999999\, \Omega < 1\, \Omega$,इसलिए तुल्य प्रतिरोध $1\, \Omega$ से थोड़ा कम होता है।
4
Difficult
जब $1 \, \Omega$,$10^3 \, \Omega$ और $10^6 \, \Omega$ को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।

Solution

(D) जब $1 \, \Omega$,$10^3 \, \Omega$ और $10^6 \, \Omega$ को समानांतर क्रम (parallel) में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध $R$ का मान निम्नलिखित सूत्र द्वारा प्राप्त होता है:
$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$
मान रखने पर:
$\frac{1}{R} = \frac{1}{1} + \frac{1}{10^3} + \frac{1}{10^6} = 1 + 0.001 + 0.000001 = 1.001001 \, \Omega^{-1}$
अतः,$R = \frac{1}{1.001001} \approx 0.999 \, \Omega$.
समानांतर संयोजन में,तुल्य प्रतिरोध हमेशा सबसे छोटे व्यक्तिगत प्रतिरोध से कम होता है। चूंकि $1 \, \Omega$ सबसे छोटा है,इसलिए परिणाम $0.999 \, \Omega$ इस सिद्धांत के अनुरूप है।
5
Difficult
$100 \,\Omega$ का एक इलेक्ट्रिक लैंप,$50 \,\Omega$ प्रतिरोध का एक टोस्टर,और $500 \,\Omega$ प्रतिरोध का एक वाटर फिल्टर $220 \,V$ के स्रोत से समानांतर क्रम में जुड़े हैं। उसी स्रोत से जुड़ी एक इलेक्ट्रिक आयरन का प्रतिरोध क्या है जो तीनों उपकरणों के बराबर विद्युत धारा लेती है,और इसमें से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा क्या है?

Solution

(D) इलेक्ट्रिक लैंप का प्रतिरोध,$R_1 = 100 \,\Omega$.
टोस्टर का प्रतिरोध,$R_2 = 50 \,\Omega$.
वाटर फिल्टर का प्रतिरोध,$R_3 = 500 \,\Omega$.
स्रोत का वोल्टेज,$V = 220 \,V$.
ये समानांतर क्रम में जुड़े हुए हैं।
माना परिपथ का तुल्य प्रतिरोध $R$ है।
$\frac{1}{R} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} = \frac{1}{100} + \frac{1}{50} + \frac{1}{500}$.
$\frac{1}{R} = \frac{5 + 10 + 1}{500} = \frac{16}{500}$.
$R = \frac{500}{16} \,\Omega = 31.25 \,\Omega$.
ओम के नियम के अनुसार,$V = IR$,इसलिए कुल विद्युत धारा $I = \frac{V}{R}$.
$I = \frac{220}{500/16} = \frac{220 \times 16}{500} = 7.04 \,A$.
चूंकि इलेक्ट्रिक आयरन तीनों उपकरणों के बराबर विद्युत धारा लेती है,इसलिए आयरन से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $I' = 7.04 \,A$ है।
इलेक्ट्रिक आयरन के लिए ओम के नियम का उपयोग करने पर,$R' = \frac{V}{I'} = \frac{220}{7.04} = 31.25 \,\Omega$.
अतः,इलेक्ट्रिक आयरन का प्रतिरोध $31.25 \,\Omega$ है और इसमें से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $7.04 \,A$ है।
6
Medium
विद्युत उपकरणों को श्रेणीक्रम में जोड़ने के बजाय बैटरी के साथ समानांतर क्रम में जोड़ने के क्या लाभ हैं?

Solution

(N/A) $1$. समानांतर परिपथ में,सभी विद्युत उपकरणों के सिरों पर विभवांतर समान रहता है,जो स्रोत के वोल्टेज के बराबर होता है। यह सुनिश्चित करता है कि प्रत्येक उपकरण अपने निर्धारित वोल्टेज पर कार्य करे।
$2$. यदि कोई एक विद्युत उपकरण खराब होने या स्विच बंद होने के कारण काम करना बंद कर देता है,तो अन्य उपकरण कार्य करना जारी रखते हैं क्योंकि प्रत्येक उपकरण का अपना स्वतंत्र परिपथ होता है।
$3$. जब उपकरणों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है तो परिपथ का कुल प्रभावी प्रतिरोध कम हो जाता है,जिससे आवश्यकतानुसार स्रोत से अधिक कुल विद्युत धारा प्राप्त की जा सकती है।
7
Difficult
$2 \,\Omega$,$3 \,\Omega$ और $6 \,\Omega$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधकों को कैसे जोड़ा जाए कि कुल प्रतिरोध $4 \,\Omega$ प्राप्त हो?

Solution

(N/A) हमारे पास $R_1 = 2 \,\Omega$,$R_2 = 3 \,\Omega$ और $R_3 = 6 \,\Omega$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधक हैं।
$4 \,\Omega$ का कुल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,हम $3 \,\Omega$ और $6 \,\Omega$ के प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ते हैं,और फिर इस संयोजन को $2 \,\Omega$ के प्रतिरोधक के साथ श्रेणी क्रम में जोड़ते हैं।
सबसे पहले,समानांतर क्रम में जुड़े $3 \,\Omega$ और $6 \,\Omega$ प्रतिरोधकों का तुल्य प्रतिरोध $(R_p)$ ज्ञात करते हैं:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{3} + \frac{1}{6} = \frac{2+1}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$
$R_p = 2 \,\Omega$
अब,इस तुल्य प्रतिरोध $(R_p)$ को $2 \,\Omega$ के प्रतिरोधक के साथ श्रेणी क्रम में जोड़ते हैं:
$R_{total} = R_p + 2 \,\Omega = 2 \,\Omega + 2 \,\Omega = 4 \,\Omega$
अतः,परिपथ का कुल प्रतिरोध $4 \,\Omega$ है।
Solution diagram
8
Medium
$2\, \Omega$,$3\, \Omega$ और $6\, \Omega$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधकों को कैसे जोड़ा जाए कि कुल प्रतिरोध $1\, \Omega$ प्राप्त हो?

Solution

(N/A) $2\, \Omega$,$3\, \Omega$ और $6\, \Omega$ के प्रतिरोधकों से $1\, \Omega$ का कुल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,उन्हें पार्श्वक्रम (समांतर) संयोजन में जोड़ा जाना चाहिए।
पार्श्वक्रम में जुड़े प्रतिरोधकों के तुल्य प्रतिरोध $(R_p)$ का सूत्र इस प्रकार है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$
दिए गए मानों को रखने पर:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{6}$
$2, 3$ और $6$ का लघुत्तम समापवर्त्य $(LCM)$ $6$ लेने पर:
$\frac{1}{R_p} = \frac{3 + 2 + 1}{6} = \frac{6}{6} = 1\, \Omega^{-1}$
अतः,$R_p = 1\, \Omega$।
इस प्रकार,तीनों प्रतिरोधकों को पार्श्वक्रम में जोड़ने पर कुल प्रतिरोध $1\, \Omega$ प्राप्त होता है।
Solution diagram
9
MediumMCQ
$4 \,\Omega, 8 \,\Omega, 12 \,\Omega$ और $24 \,\Omega$ प्रतिरोध वाले चार कुंडलियों के संयोजन द्वारा प्राप्त किया जा सकने वाला उच्चतम और निम्नतम कुल प्रतिरोध क्या है?
A
$48 \,\Omega; 2 \,\Omega$
B
$24 \,\Omega; 4 \,\Omega$
C
$24 \,\Omega; 2 \,\Omega$
D
$48 \,\Omega; 1 \,\Omega$

Solution

(A) यहाँ $R_1 = 4 \,\Omega, R_2 = 8 \,\Omega, R_3 = 12 \,\Omega$ और $R_4 = 24 \,\Omega$ प्रतिरोध वाली चार कुंडलियाँ दी गई हैं।
$(a)$ उच्चतम कुल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,कुंडलियों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाना चाहिए। तुल्य प्रतिरोध $R_s$ व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग होता है:
$R_s = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 = 4 + 8 + 12 + 24 = 48 \,\Omega$.
$(b)$ निम्नतम कुल प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,कुंडलियों को पार्श्वक्रम (समांतर) में जोड़ा जाना चाहिए। तुल्य प्रतिरोध $R_p$ इस प्रकार है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4} = \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{12} + \frac{1}{24}$.
$4, 8, 12, 24$ का लघुत्तम समापवर्त्य $(LCM)$ $24$ है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{6 + 3 + 2 + 1}{24} = \frac{12}{24} = \frac{1}{2}$.
अतः,$R_p = 2 \,\Omega$.
इस प्रकार,उच्चतम प्रतिरोध $48 \,\Omega$ और निम्नतम प्रतिरोध $2 \,\Omega$ है।
10
DifficultMCQ
$R$ प्रतिरोध वाले तार के एक टुकड़े को पाँच बराबर भागों में काटा जाता है। इन भागों को फिर समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है। यदि इस संयोजन का तुल्य प्रतिरोध $R'$ है,तो अनुपात $R/R'$ क्या होगा?
A
$1/25$
B
$1/5$
C
$25$
D
$5$

Solution

(C) तार का प्रतिरोध उसकी लंबाई के सीधे आनुपातिक होता है $(R \propto l)$।
जब $R$ प्रतिरोध वाले तार को पाँच बराबर भागों में काटा जाता है,तो प्रत्येक भाग का प्रतिरोध $R/5$ हो जाता है।
जब इन पाँच भागों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध $R'$ सूत्र द्वारा दिया जाता है:
$1/R' = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + 1/R_4 + 1/R_5$
$R_1 = R_2 = R_3 = R_4 = R_5 = R/5$ प्रतिस्थापित करने पर:
$1/R' = 5/R + 5/R + 5/R + 5/R + 5/R = 25/R$
अतः,$R/R' = 25$।
11
DifficultMCQ
$9 \, V$ की एक बैटरी को क्रमशः $0.2 \, \Omega$,$0.3 \, \Omega$,$0.4 \, \Omega$,$0.5 \, \Omega$ और $12 \, \Omega$ के प्रतिरोधकों के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ा गया है। $12 \, \Omega$ के प्रतिरोधक से होकर कितना विद्युत धारा ($A$ में) प्रवाहित होगी?
A
$1.33$
B
$1.67$
C
$0.67$
D
$0.33$

Solution

(C) श्रेणीक्रम परिपथ में,सभी घटकों से होकर प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा समान रहती है। ओम के नियम के अनुसार,विद्युत धारा $I = \frac{V}{R_{eq}}$ द्वारा दी जाती है।
श्रेणीक्रम में जुड़े प्रतिरोधकों के लिए तुल्य प्रतिरोध $R_{eq}$ व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग होता है:
$R_{eq} = 0.2 + 0.3 + 0.4 + 0.5 + 12 = 13.4 \, \Omega$.
यहाँ विभवांतर $V = 9 \, V$ दिया गया है,इसलिए विद्युत धारा:
$I = \frac{9}{13.4} \approx 0.671 \, A$.
अतः,$12 \, \Omega$ के प्रतिरोधक से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा लगभग $0.67 \, A$ है।
12
DifficultMCQ
$220 \,V$ की लाइन पर $5 \,A$ धारा ले जाने के लिए $176 \,\Omega$ के कितने प्रतिरोधकों (समांतर क्रम में) की आवश्यकता है?
A
$6$
B
$8$
C
$2$
D
$4$

Solution

(D) ओम के नियम के अनुसार,परिपथ के लिए आवश्यक तुल्य प्रतिरोध $R$,$V = I R$ द्वारा दिया जाता है,जिसका अर्थ है $R = V / I$।
यहाँ आपूर्ति वोल्टेज $V = 220 \,V$ और धारा $I = 5 \,A$ है,इसलिए आवश्यक तुल्य प्रतिरोध $R = 220 / 5 = 44 \,\Omega$ है।
जब $r = 176 \,\Omega$ के $x$ प्रतिरोधकों को समांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध $R$ का सूत्र $1 / R = x / r$ होता है।
मान रखने पर,हमें $1 / 44 = x / 176$ प्राप्त होता है।
$x$ के लिए हल करने पर,$x = 176 / 44 = 4$ प्राप्त होता है।
अतः,$176 \,\Omega$ के $4$ प्रतिरोधकों की आवश्यकता है।
13
Difficult
दिखाइए कि आप $6 \, \Omega$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधकों को कैसे जोड़ेंगे,ताकि संयोजन का कुल प्रतिरोध $(i)$ $9 \, \Omega$,$(ii)$ $4 \, \Omega$ हो।

Solution

(N/A) वांछित तुल्य प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,हम तीन $6 \, \Omega$ प्रतिरोधकों के विभिन्न संयोजनों का विश्लेषण करते हैं।
$(i)$ $9 \, \Omega$ प्राप्त करने के लिए:
हम दो $6 \, \Omega$ प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ते हैं और तीसरे $6 \, \Omega$ प्रतिरोधक को इस संयोजन के साथ श्रेणी क्रम में जोड़ते हैं।
समानांतर भाग का तुल्य प्रतिरोध: $\frac{1}{R_p} = \frac{1}{6} + \frac{1}{6} = \frac{2}{6} = \frac{1}{3} \implies R_p = 3 \, \Omega$.
कुल प्रतिरोध: $R_{eq} = R_p + 6 \, \Omega = 3 \, \Omega + 6 \, \Omega = 9 \, \Omega$.
$(ii)$ $4 \, \Omega$ प्राप्त करने के लिए:
हम दो $6 \, \Omega$ प्रतिरोधकों को श्रेणी क्रम में जोड़ते हैं और तीसरे $6 \, \Omega$ प्रतिरोधक को इस संयोजन के साथ समानांतर क्रम में जोड़ते हैं।
श्रेणी भाग का तुल्य प्रतिरोध: $R_s = 6 \, \Omega + 6 \, \Omega = 12 \, \Omega$.
कुल प्रतिरोध: $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_s} + \frac{1}{6} = \frac{1}{12} + \frac{1}{6} = \frac{1+2}{12} = \frac{3}{12} = \frac{1}{4} \implies R_{eq} = 4 \, \Omega$.
Solution diagram
14
MediumMCQ
$1/5 \ \Omega$ के पाँच प्रतिरोधकों का उपयोग करके बनाया जा सकने वाला अधिकतम प्रतिरोध क्या है ($\Omega$ में)?
A
$0.2$
B
$1$
C
$5$
D
$10$

Solution

(B) दिए गए प्रतिरोधकों के समूह से अधिकतम प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,उन्हें श्रेणीक्रम (series connection) में जोड़ा जाना चाहिए।
श्रेणीक्रम संयोजन में,तुल्य प्रतिरोध $(R_{eq})$ व्यक्तिगत प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है।
यहाँ $n = 5$ प्रतिरोधक दिए गए हैं,जिनमें से प्रत्येक का प्रतिरोध $R = 1/5 \ \Omega$ है।
श्रेणीक्रम में तुल्य प्रतिरोध का सूत्र $R_{eq} = R_1 + R_2 + R_3 + R_4 + R_5$ है।
मान रखने पर: $R_{eq} = 1/5 + 1/5 + 1/5 + 1/5 + 1/5 = 5 \times (1/5) = 1 \ \Omega$।
अतः,अधिकतम प्रतिरोध $1 \ \Omega$ है।
15
MediumMCQ
$1/5\,\Omega$ के पांच प्रतिरोधकों का उपयोग करके बनाया जा सकने वाला न्यूनतम प्रतिरोध क्या है?
A
$1/5\,\Omega$
B
$1/10\,\Omega$
C
$1/25\,\Omega$
D
$25\,\Omega$

Solution

(C) दिए गए प्रतिरोधकों के समूह से न्यूनतम प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,उन्हें समानांतर क्रम (parallel combination) में जोड़ा जाना चाहिए।
जब $n$ समान प्रतिरोध $R$ को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध $R_{eq}$ का सूत्र है:
$1/R_{eq} = 1/R_1 + 1/R_2 + 1/R_3 + 1/R_4 + 1/R_5$
यहाँ $R = 1/5\,\Omega$ और $n = 5$ दिया गया है:
$1/R_{eq} = 5 / (1/5) = 25$
अतः,$R_{eq} = 1/25\,\Omega$ होगा।
16
MediumMCQ
$2 \,\Omega$ और $4 \,\Omega$ प्रतिरोध वाले दो प्रतिरोधकों को जब एक बैटरी से जोड़ा जाता है,तो:
A
श्रेणीक्रम में जुड़े होने पर उनमें समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है
B
समांतर क्रम में जुड़े होने पर उनमें समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है
C
श्रेणीक्रम में जुड़े होने पर उनके सिरों के बीच समान विभवांतर होता है
D
समांतर क्रम में जुड़े होने पर उनके सिरों के बीच अलग-अलग विभवांतर होता है

Solution

(A) श्रेणीक्रम परिपथ में,सभी घटकों से होकर बहने वाली विद्युत धारा समान होती है क्योंकि आवेश के प्रवाह के लिए केवल एक ही मार्ग होता है।
इसलिए,जब $2 \,\Omega$ और $4 \,\Omega$ के दो प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है,तो उन दोनों से समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
समांतर परिपथ में,प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर समान होता है,लेकिन उनमें प्रवाहित होने वाली धारा उनके व्यक्तिगत प्रतिरोध मानों पर निर्भर करती है $(I = V/R)$।
अतः,विकल्प $A$ सही कथन है।
17
Medium
$100\, W$ के तीन इनकैंडेसेंट बल्ब एक विद्युत परिपथ में श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। दूसरे परिपथ में, समान वाट क्षमता वाले तीन बल्बों के एक अन्य सेट को उसी स्रोत से समानांतर क्रम में जोड़ा गया है। क्या दोनों परिपथों में बल्ब समान चमक के साथ जलेंगे? अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध कीजिए।

Solution

(N/A) नहीं, बल्ब समान चमक के साथ नहीं जलेंगे।
$1$. श्रेणीक्रम परिपथ में, कुल प्रतिरोध $R_{series} = R + R + R = 3R$ होता है। चूंकि वोल्टेज $V$ स्थिर है, इसलिए प्रत्येक बल्ब में धारा $I_{series} = V / (3R) = (1/3) \times (V/R)$ होती है।
$2$. समानांतर क्रम परिपथ में, प्रत्येक बल्ब सीधे स्रोत वोल्टेज $V$ से जुड़ा होता है। इसलिए, प्रत्येक बल्ब में धारा $I_{parallel} = V/R$ होती है।
$3$. चूंकि बल्ब द्वारा व्यय की गई शक्ति $P = I^2R$ होती है, इसलिए श्रेणीक्रम परिपथ में शक्ति $P_{series} = (V/3R)^2 \times R = V^2 / (9R)$ है, जबकि समानांतर परिपथ में यह $P_{parallel} = (V/R)^2 \times R = V^2 / R$ है।
$4$. चूंकि $P_{parallel} > P_{series}$ है, इसलिए समानांतर परिपथ वाले बल्ब श्रेणीक्रम परिपथ वाले बल्बों की तुलना में अधिक चमक के साथ जलेंगे।
18
Easy
$100\, W$ के तीन इनकैंडेसेंट बल्ब एक विद्युत परिपथ में श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। एक अन्य परिपथ में,समान वाट क्षमता के तीन बल्ब उसी स्रोत से समानांतर क्रम में जुड़े हैं। अब,यदि दोनों परिपथों में एक-एक बल्ब फ्यूज हो जाए,तो क्या शेष बल्ब प्रत्येक परिपथ में जलते रहेंगे? कारण बताइए।

Solution

(N/A) $1$. श्रेणीक्रम परिपथ में,बल्ब एक ही मार्ग में जुड़े होते हैं। जब एक बल्ब फ्यूज होता है,तो उसका फिलामेंट टूट जाता है,जिससे परिपथ टूट (open) जाता है। परिणामस्वरूप,विद्युत धारा का प्रवाह पूरी तरह से रुक जाता है और शेष सभी बल्ब जलना बंद कर देंगे।
$2$. समानांतर परिपथ में,प्रत्येक बल्ब समान विभवांतर के साथ स्वतंत्र रूप से जुड़ा होता है। यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो यह केवल अपनी शाखा को प्रभावित करता है। अन्य दो बल्ब स्रोत से जुड़े रहते हैं और पहले की तरह ही समान चमक के साथ जलते रहेंगे।
19
Medium
आप एक प्रयोग की सहायता से यह कैसे निष्कर्ष निकालेंगे कि बैटरी से जुड़े तीन प्रतिरोधों वाले श्रेणीक्रम परिपथ के प्रत्येक भाग से समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है?

Solution

(N/A) यह प्रदर्शित करने के लिए कि श्रेणीक्रम परिपथ के प्रत्येक भाग से समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है,निम्नलिखित चरणों का पालन करें:
$1$. तीन प्रतिरोधों $(R_1, R_2, R_3)$ को एक बैटरी,एक एमीटर और एक प्लग कुंजी के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ें।
$2$. एमीटर को परिपथ में अलग-अलग स्थानों पर रखें: पहले बैटरी और पहले प्रतिरोध के बीच,फिर प्रतिरोधों के बीच,और अंत में अंतिम प्रतिरोध के बाद।
$3$. प्रत्येक स्थिति में एमीटर के पाठ्यांक (रीडिंग) का अवलोकन करें।
$4$. आप देखेंगे कि एमीटर सभी स्थितियों में समान पाठ्यांक दर्शाता है।
$5$. निष्कर्ष: चूंकि एमीटर परिपथ से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा को मापता है,इसलिए समान पाठ्यांक यह पुष्टि करते हैं कि श्रेणीक्रम परिपथ में प्रत्येक घटक से समान मात्रा में विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
20
MediumMCQ
आप यह कैसे निष्कर्ष निकालेंगे कि बैटरी से समानांतर क्रम में जुड़े तीन प्रतिरोधकों के सिरों पर समान विभवांतर (वोल्टेज) होता है?
A
प्रत्येक प्रतिरोधक से प्रवाहित विद्युत धारा को मापकर।
B
समानांतर क्रम में जुड़े वोल्टमीटर का उपयोग करके प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर को मापकर।
C
परिपथ के कुल प्रतिरोध को मापकर।
D
प्रत्येक प्रतिरोधक द्वारा खपत की गई शक्ति को मापकर।

Solution

(B) यह निष्कर्ष निकालने के लिए कि समानांतर क्रम में जुड़े तीन प्रतिरोधकों के सिरों पर समान विभवांतर होता है,निम्नलिखित चरणों का पालन करें:
$1$. तीन प्रतिरोधकों $R_1, R_2,$ और $R_3$ को $V$ वोल्टेज की बैटरी के साथ समानांतर क्रम में जोड़ें।
$2$. प्रत्येक प्रतिरोधक के समानांतर एक वोल्टमीटर जोड़ें।
$3$. प्रत्येक प्रतिरोधक के लिए वोल्टमीटर के पाठ्यांक (reading) का अवलोकन करें।
$4$. आप पाएंगे कि तीनों प्रतिरोधकों के लिए वोल्टमीटर का पाठ्यांक समान है,जो बैटरी के वोल्टेज $V$ के बराबर है।
$5$. यह पुष्टि करता है कि समानांतर परिपथ में,प्रत्येक शाखा में विभवांतर समान रहता है।
21
Easy
तुल्य प्रतिरोध (Equivalent resistance) से क्या तात्पर्य है?

Solution

(N/A) तुल्य प्रतिरोध को उस एकल प्रतिरोध मान के रूप में परिभाषित किया जाता है,जिसे यदि परिपथ में जोड़ा जाए,तो वह स्रोत से उतनी ही विद्युत धारा खींचता है जितनी कि श्रेणी,समांतर या दोनों के संयोजन में जुड़े मूल प्रतिरोधकों का समूह खींचता है। यह प्रभावी रूप से प्रतिरोधकों के पूरे नेटवर्क को एक समान विद्युत विशेषताओं को बनाए रखते हुए एक एकल घटक के साथ प्रतिस्थापित कर देता है।
22
EasyMCQ
हम कब कहते हैं कि प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में जुड़े हुए हैं?
A
जब प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर समान हो।
B
जब प्रत्येक प्रतिरोधक से होकर बहने वाली विद्युत धारा समान हो।
C
जब कुल प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों के योग के बराबर हो।
D
जब प्रतिरोधक एक-दूसरे के समानांतर जुड़े हों।

Solution

(B) प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जुड़ा हुआ तब कहा जाता है जब उन्हें एक-दूसरे के सिरे से जोड़कर इस प्रकार व्यवस्थित किया जाता है कि प्रत्येक प्रतिरोधक से होकर समान मात्रा में विद्युत धारा प्रवाहित हो।
श्रेणीक्रम परिपथ में,विद्युत धारा के बहने के लिए केवल एक ही मार्ग होता है,जो यह सुनिश्चित करता है कि पूरे परिपथ में विद्युत धारा का मान समान बना रहे।
23
EasyMCQ
हम कब कहते हैं कि प्रतिरोधक समांतर क्रम में जुड़े हैं?
A
जब प्रत्येक प्रतिरोधक से होकर बहने वाली विद्युत धारा समान हो।
B
जब प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर समान हो।
C
जब कुल प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों के योग के बराबर हो।
D
जब प्रतिरोधक एक-दूसरे से श्रेणी क्रम में जुड़े हों।

Solution

(B) जब प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों के बीच विभवांतर $(V)$ समान होता है,तब हम कहते हैं कि प्रतिरोधक समांतर क्रम (parallel connection) में जुड़े हैं।
समांतर परिपथ में,विद्युत धारा $(I)$ विभिन्न शाखाओं में विभाजित हो जाती है,लेकिन समान दो बिंदुओं के बीच जुड़े सभी घटकों के लिए विभवांतर समान रहता है।
24
MediumMCQ
$10 \, \Omega$ प्रतिरोध वाले एक तार को एक बंद वृत्त के रूप में मोड़ा जाता है। इस वृत्त के किसी भी व्यास के सिरों पर स्थित दो बिंदुओं के बीच प्रभावी प्रतिरोध क्या है?
A
$2.5 \, \Omega$
B
$5 \, \Omega$
C
$10 \, \Omega$
D
$20 \, \Omega$

Solution

(A) जब $10 \, \Omega$ प्रतिरोध वाले तार को एक वृत्त में मोड़ा जाता है,तो कुल प्रतिरोध परिधि पर समान रूप से वितरित हो जाता है।
कोई भी व्यास वृत्त को दो समान अर्धवृत्ताकार भागों में विभाजित करता है।
प्रत्येक अर्धवृत्त का प्रतिरोध $R_1 = R_2 = 10 / 2 = 5 \, \Omega$ होगा।
ये दो अर्धवृत्ताकार भाग व्यास के दो सिरों के बीच समानांतर क्रम में जुड़े होते हैं।
प्रभावी प्रतिरोध $R_{eq}$ के लिए सूत्र: $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$ है।
मान रखने पर: $\frac{1}{R_{eq}} = \frac{1}{5} + \frac{1}{5} = \frac{2}{5}$।
अतः,$R_{eq} = \frac{5}{2} = 2.5 \, \Omega$ होगा।
25
EasyMCQ
$5 \, \Omega$ प्रतिरोध वाले एक तार को मोड़कर एक बंद वृत्त बनाया गया है। वृत्त के किसी भी व्यास के सिरों पर स्थित दो बिंदुओं के बीच प्रतिरोध क्या होगा?
A
$1.25 \, \Omega$
B
$2.5 \, \Omega$
C
$5 \, \Omega$
D
$10 \, \Omega$

Solution

(A) तार का कुल प्रतिरोध $R = 5 \, \Omega$ है।
जब तार को एक वृत्त के रूप में मोड़ा जाता है,तो प्रतिरोध उसकी परिधि पर समान रूप से वितरित हो जाता है।
जब हम व्यास के दो सिरों पर स्थित बिंदुओं को लेते हैं,तो वृत्त दो समान अर्धवृत्ताकार भागों में विभाजित हो जाता है।
प्रत्येक अर्धवृत्ताकार भाग का प्रतिरोध $R' = R / 2 = 5 / 2 = 2.5 \, \Omega$ होता है।
ये दो अर्धवृत्ताकार भाग इन दो बिंदुओं के बीच समानांतर क्रम में जुड़े होते हैं।
तुल्य प्रतिरोध $R_{eq}$ के लिए सूत्र: $1 / R_{eq} = 1 / R' + 1 / R'$ है।
$1 / R_{eq} = 1 / 2.5 + 1 / 2.5 = 2 / 2.5$।
$R_{eq} = 2.5 / 2 = 1.25 \, \Omega$।
26
Medium
एक विद्युत परिपथ का व्यवस्था आरेख (schematic diagram) खींचिए जिसमें $1.5\, V$ के दो सेलों की बैटरी,$5\, \Omega$,$10\, \Omega$ और $15\, \Omega$ के प्रतिरोधक तथा एक प्लग कुंजी (plug key) श्रेणीक्रम में जुड़े हों।

Solution

(N/A) परिपथ बनाने के लिए,$3\, V$ की बैटरी बनाने के लिए $1.5\, V$ के दो सेलों को श्रेणीक्रम में जोड़ें।
इस बैटरी को $5\, \Omega$,$10\, \Omega$ और $15\, \Omega$ के तीन प्रतिरोधकों और एक प्लग कुंजी के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ें।
व्यवस्था आरेख नीचे दिखाया गया है।
Solution diagram
27
MediumMCQ
$4\, \Omega, 8\, \Omega, 12\, \Omega$ और $24\, \Omega$ प्रतिरोध वाले चार कुंडलियों को संयोजित करने पर प्राप्त न्यूनतम प्रतिरोध क्या होगा?
A
$2\, \Omega$
B
$1\, \Omega$
C
$4\, \Omega$
D
$48\, \Omega$

Solution

(A) दिए गए प्रतिरोधकों के समूह से न्यूनतम तुल्य प्रतिरोध प्राप्त करने के लिए,उन्हें पार्श्वक्रम (समानांतर) संयोजन में जोड़ा जाना चाहिए।
पार्श्वक्रम में जुड़े प्रतिरोधकों के लिए,तुल्य प्रतिरोध $R_p$ का सूत्र इस प्रकार है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3} + \frac{1}{R_4}$
दिए गए मान $R_1 = 4\, \Omega, R_2 = 8\, \Omega, R_3 = 12\, \Omega$ और $R_4 = 24\, \Omega$ रखने पर:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{4} + \frac{1}{8} + \frac{1}{12} + \frac{1}{24}$
$4, 8, 12$ और $24$ का लघुत्तम समापवर्त्य $(LCM)$ $24$ है।
$\frac{1}{R_p} = \frac{6 + 3 + 2 + 1}{24} = \frac{12}{24} = \frac{1}{2}$
अतः,$R_p = 2\, \Omega$।
28
Easy
$1.5 \, V$ के सेल, $10 \, \Omega$ के प्रतिरोधक, $15 \, \Omega$ के प्रतिरोधक और एक प्लग कुंजी से बने परिपथ का एक योजनाबद्ध आरेख खींचिए, जिसमें ये सभी श्रेणीक्रम में जुड़े हों।

Solution

(N/A) श्रेणीक्रम में परिपथ आरेख खींचने के लिए, घटकों को एक के बाद एक एक ही लूप में जोड़ें। परिपथ में $1.5 \, V$ का सेल, $10 \, \Omega$ और $15 \, \Omega$ के दो प्रतिरोधक, और एक प्लग कुंजी शामिल है, जो आरेख में दिखाए अनुसार श्रेणीक्रम संयोजन में जुड़े हुए हैं।
Solution diagram
29
Easy
दो धात्विक प्रतिरोधकों के श्रेणी और समांतर संयोजन के लिए $V-I$ ग्राफ चित्र में दर्शाया गया है। कौन सा ग्राफ समांतर संयोजन को दर्शाता है? अपने उत्तर का औचित्य सिद्ध कीजिए।
Question diagram

Solution

(A) ओम के नियम के अनुसार, $V = IR$, जिसका अर्थ है $R = V/I$।
$V-I$ ग्राफ में, रेखा का ढाल (slope) प्रतिरोध $(R = \text{slope} = \tan \theta)$ को दर्शाता है।
ग्राफ $B$ की तुलना में ग्राफ $A$ का ढाल कम है, जिसका अर्थ है कि ग्राफ $A$ कम प्रतिरोध को दर्शाता है।
प्रतिरोधकों के समांतर संयोजन में, तुल्य प्रतिरोध हमेशा व्यक्तिगत प्रतिरोधों से कम होता है, जबकि श्रेणी संयोजन में, तुल्य प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों से अधिक होता है।
इसलिए, ग्राफ $A$ समांतर संयोजन को दर्शाता है क्योंकि यह कम प्रतिरोध मान के अनुरूप है।
30
MediumMCQ
$40 \ W, 220 \ V$,$60 \ W, 220 \ V$ और $100 \ W, 220 \ V$ रेटिंग वाले बल्बों में से,जब उन्हें $220 \ V$ की आपूर्ति के साथ श्रेणीक्रम (series) में जोड़ा जाता है,तो कौन सा बल्ब सबसे अधिक चमकेगा?
A
$40 \ W$ का बल्ब
B
$60 \ W$ का बल्ब
C
$100 \ W$ का बल्ब
D
सभी समान रूप से चमकेंगे

Solution

(A) बल्ब का प्रतिरोध $R = \frac{V^2}{P}$ सूत्र द्वारा दिया जाता है।
चूंकि सभी बल्बों की वोल्टेज रेटिंग समान $(V = 220 \ V)$ है,इसलिए प्रतिरोध शक्ति के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(R \propto \frac{1}{P})$।
अतः,$40 \ W$ के बल्ब का प्रतिरोध सबसे अधिक है।
जब बल्बों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है,तो प्रत्येक बल्ब से समान विद्युत धारा $(I)$ प्रवाहित होती है।
प्रत्येक बल्ब में व्यय होने वाली शक्ति (चमक) $P_{actual} = I^2 R$ द्वारा दी जाती है।
चूंकि श्रेणीक्रम में $I$ स्थिर रहता है,इसलिए चमक सीधे प्रतिरोध के समानुपाती होती है $(P_{actual} \propto R)$।
चूंकि $40 \ W$ के बल्ब का प्रतिरोध सबसे अधिक है,इसलिए यह सबसे अधिक शक्ति व्यय करेगा और सबसे अधिक चमकेगा।
31
Easy
$(i)$ दो प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जोड़ने के लिए एक परिपथ आरेख बनाइए।
$(ii)$ एक परिपथ में,यदि $5 \ \Omega$ और $10 \ \Omega$ के दो प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में जुड़े हैं,तो दोनों प्रतिरोधकों से होकर बहने वाली विद्युत धारा की तुलना कैसे करेंगे?

Solution

(N/A) $(i)$ दो प्रतिरोधकों $R_1$ और $R_2$ को श्रेणीक्रम में जोड़ने वाला परिपथ आरेख नीचे दिया गया है।
$(ii)$ जब प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में जुड़े होते हैं,तो प्रत्येक प्रतिरोधक से समान विद्युत धारा $(I)$ प्रवाहित होती है। इसलिए,$5 \ \Omega$ के प्रतिरोधक से गुजरने वाली विद्युत धारा,$10 \ \Omega$ के प्रतिरोधक से गुजरने वाली विद्युत धारा के बराबर होती है।
Solution diagram
32
Medium
नीचे दिया गया चित्र एक कमरे में तीन बल्बों $A, B$ और $C$ को $220 \,V$ के मेन से जोड़ने के दो तरीके दिखाता है। इन दो व्यवस्थाओं के नाम बताइए। आप घरेलू बिजली के लिए इनमें से किसे पसंद करेंगे? दो कारण दीजिए।
Question diagram

Solution

(D) चित्र $(i)$ में दिखाई गई व्यवस्था श्रेणीक्रम (series) व्यवस्था है। चित्र $(ii)$ में दिखाई गई व्यवस्था पार्श्वक्रम (parallel) व्यवस्था है।
हम घरेलू बिजली के लिए पार्श्वक्रम व्यवस्था को प्राथमिकता देंगे। इसके कारण निम्नलिखित हैं:
$(i)$ श्रेणीक्रम व्यवस्था में,यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो परिपथ टूट जाता है और अन्य बल्ब भी जलना बंद कर देते हैं। हालाँकि,पार्श्वक्रम व्यवस्था में,यदि एक बल्ब फ्यूज हो जाता है,तो अन्य बल्ब जलते रहते हैं क्योंकि वे स्वतंत्र शाखाओं में जुड़े होते हैं।
$(ii)$ श्रेणीक्रम व्यवस्था में,जैसे-जैसे और बल्ब जोड़े जाते हैं,परिपथ का कुल प्रतिरोध बढ़ जाता है,जिससे धारा कम हो जाती है और बल्बों की चमक कम हो जाती है। पार्श्वक्रम व्यवस्था में,प्रत्येक बल्ब को स्रोत का पूर्ण वोल्टेज मिलता है,इसलिए जब कोई अन्य बल्ब चालू या बंद किया जाता है तो एक बल्ब की चमक अप्रभावित रहती है।
33
MediumMCQ
यदि आप $2 \, \Omega$, $3 \, \Omega$ और $5 \, \Omega$ मान वाले तीन प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ते हैं, तो क्या कुल प्रतिरोध का मान $2 \, \Omega$ से कम होगा, $5 \, \Omega$ से अधिक होगा, या $2 \, \Omega$ और $5 \, \Omega$ के बीच होगा? व्याख्या कीजिए।
A
$2 \, \Omega$ से कम
B
$5 \, \Omega$ से अधिक
C
$2 \, \Omega$ और $5 \, \Omega$ के बीच
D
$10 \, \Omega$ के बराबर

Solution

(A) प्रतिरोधकों के समानांतर संयोजन में, तुल्य प्रतिरोध हमेशा परिपथ में मौजूद सबसे छोटे व्यक्तिगत प्रतिरोध से कम होता है।
चूंकि सबसे छोटा प्रतिरोधक $2 \, \Omega$ है, इसलिए कुल प्रतिरोध $2 \, \Omega$ से कम होना चाहिए।
इसकी गणना समानांतर संयोजन के सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} + \frac{1}{R_3}$
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{2} + \frac{1}{3} + \frac{1}{5}$
$\frac{1}{R_p} = \frac{15 + 10 + 6}{30} = \frac{31}{30}$
$R_p = \frac{30}{31} \approx 0.967 \, \Omega$
अतः, कुल प्रतिरोध लगभग $0.967 \, \Omega$ है, जो $2 \, \Omega$ से कम है।
34
MediumMCQ
$40\, W$,$60\, W$ और $100\, W$ के तीन बल्बों को श्रेणीक्रम में मुख्य विद्युत आपूर्ति से जोड़ा गया है। किस बल्ब के सिरों पर विभवांतर सबसे अधिक होगा? और किस पर सबसे कम होगा?
A
$40\, W$ (सबसे अधिक),$100\, W$ (सबसे कम)
B
$100\, W$ (सबसे अधिक),$40\, W$ (सबसे कम)
C
$60\, W$ (सबसे अधिक),$40\, W$ (सबसे कम)
D
$40\, W$ (सबसे अधिक),$60\, W$ (सबसे कम)

Solution

(A) श्रेणीक्रम परिपथ में,सभी बल्बों से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $(I)$ समान होती है।
ओम के नियम के अनुसार,किसी प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर $(V)$ का मान $V = I \times R$ होता है।
चूंकि $I$ स्थिर है,इसलिए $V$ प्रतिरोध $(R)$ के सीधे समानुपाती होता है: $V \propto R$.
बल्ब की शक्ति $P = \frac{V^2}{R}$ सूत्र द्वारा दी जाती है,जिसका अर्थ है $R = \frac{V^2}{P}$.
निश्चित वोल्टेज रेटिंग के लिए,प्रतिरोध शक्ति रेटिंग के व्युत्क्रमानुपाती होता है $(R \propto \frac{1}{P})$।
इसलिए,सबसे कम वाट वाले बल्ब $(40\, W)$ का प्रतिरोध सबसे अधिक होता है,और सबसे अधिक वाट वाले बल्ब $(100\, W)$ का प्रतिरोध सबसे कम होता है।
परिणामस्वरूप,$40\, W$ के बल्ब पर विभवांतर सबसे अधिक और $100\, W$ के बल्ब पर सबसे कम होता है।
35
Medium
$B_{1}$,$B_{2}$ और $B_{3}$ तीन समान बल्ब हैं जो चित्र में दिखाए अनुसार जुड़े हुए हैं। जब तीनों बल्ब जलते हैं,तो एमीटर $A$ द्वारा $3 \, A$ का विद्युत धारा रिकॉर्ड किया जाता है।
$(i)$ जब बल्ब $B_{1}$ फ्यूज हो जाता है तो अन्य दो बल्बों की चमक पर क्या प्रभाव पड़ता है?
$(ii)$ जब बल्ब $B_{2}$ फ्यूज हो जाता है तो $A_{1}$,$A_{2}$,$A_{3}$ और $A$ की रीडिंग में क्या परिवर्तन होता है?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ चूँकि बल्ब समानांतर क्रम में जुड़े हुए हैं,प्रत्येक बल्ब के सिरों पर विभवांतर समान $(4.5 \, V)$ रहता है। इसलिए,यदि बल्ब $B_{1}$ फ्यूज हो जाता है,तो अन्य दो बल्ब ($B_{2}$ और $B_{3}$) समान तीव्रता के साथ जलते रहेंगे।
$(ii)$ प्रारंभ में,कुल विद्युत धारा $I = 3 \, A$ समानांतर में जुड़े तीन समान बल्बों के बीच समान रूप से विभाजित होती है,इसलिए प्रत्येक बल्ब $I_{1} = I_{2} = I_{3} = 1 \, A$ धारा लेता है।
जब बल्ब $B_{2}$ फ्यूज हो जाता है,तो इसकी शाखा में परिपथ टूट जाता है,इसलिए इसमें से बहने वाली धारा शून्य हो जाती है। इस प्रकार,$A_{2}$ की रीडिंग $0 \, A$ हो जाती है।
चूँकि $B_{1}$ और $B_{3}$ समानांतर में जुड़े रहते हैं,वे अभी भी समान विभवांतर का अनुभव करते हैं और प्रत्येक $1 \, A$ धारा लेते हैं। इसलिए,$A_{1}$ की रीडिंग $1 \, A$ और $A_{3}$ की रीडिंग $1 \, A$ दर्शाती है।
मुख्य एमीटर $A$ द्वारा रिकॉर्ड की गई कुल विद्युत धारा शेष शाखाओं में बहने वाली धाराओं का योग होगी: $A = 1 \, A + 1 \, A = 2 \, A$.
36
Medium
दिए गए परिपथ आरेख में,दो प्रतिरोधक तार $A$ और $B$ समान लंबाई और समान पदार्थ के हैं,लेकिन $A$,$B$ से अधिक मोटा है। कौन सा एमीटर,$A_{1}$ या $A_{2}$,विद्युत धारा के लिए अधिक रीडिंग दर्शाएगा? कारण दीजिए।
Question diagram

Solution

(A) एमीटर $A_{1}$ अधिक रीडिंग दर्शाएगा।
तार का प्रतिरोध $R$,सूत्र $R = \rho \frac{l}{A_{c}}$ द्वारा दिया जाता है,जहाँ $\rho$ प्रतिरोधकता है,$l$ लंबाई है,और $A_{c}$ अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल है।
चूंकि तार $A$ और $B$ समान पदार्थ और लंबाई के हैं,इसलिए $\rho$ और $l$ स्थिर हैं।
अतः,$R \propto \frac{1}{A_{c}}$।
चूंकि तार $A$,तार $B$ से अधिक मोटा है,इसका अनुप्रस्थ काट का क्षेत्रफल $(A_{c})$ अधिक है,जिसका अर्थ है कि इसका प्रतिरोध कम है।
ओम के नियम के अनुसार,$I = \frac{V}{R}$। चूंकि दोनों तार समानांतर क्रम में जुड़े हैं,इसलिए उनके सिरों के बीच विभवांतर $V$ समान है।
चूंकि तार $A$ का प्रतिरोध कम है,इसलिए इसमें से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $I$ अधिक होगी।
इस प्रकार,एमीटर $A_{1}$ अधिक रीडिंग दर्शाएगा।
37
Medium
दो प्रतिरोधों और उनके श्रेणी संयोजन के लिए तीन $V-I$ ग्राफ अलग-अलग खींचे गए हैं। $A, B, C$ में से कौन सा ग्राफ अन्य दो के श्रेणी संयोजन को दर्शाता है? अपने उत्तर का कारण दीजिए।
Question diagram

Solution

(C) हम जानते हैं कि $V-I$ ग्राफ के लिए,ढाल (slope) प्रतिरोध $(R = V/I)$ को दर्शाती है।
श्रेणी संयोजन में,तुल्य प्रतिरोध $(R_s = R_1 + R_2)$ हमेशा व्यक्तिगत प्रतिरोधों ($R_1$ और $R_2$) से अधिक होता है।
इसलिए,सबसे अधिक ढाल वाला ग्राफ श्रेणी संयोजन को दर्शाता है।
दिए गए ग्राफ में,रेखा $C$ की ढाल रेखाओं $A$ और $B$ की तुलना में सबसे अधिक है।
अतः,$C$ अन्य दो प्रतिरोधों के श्रेणी संयोजन को दर्शाता है।
38
MediumMCQ
जब तीन लैंप को $(a)$ श्रेणीक्रम और $(b)$ समांतर क्रम में व्यवस्थित किया जाता है,तो उनमें से विद्युत धारा प्रवाहित होती है। यदि एक लैंप का फिलामेंट टूट जाए,तो दोनों स्थितियों में अन्य दो लैंपों का क्या होगा,समझाइए।
A
श्रेणीक्रम में,अन्य दो लैंप जलना बंद कर देंगे।
B
समांतर क्रम में,अन्य दो लैंप सामान्य रूप से जलते रहेंगे।
C
श्रेणीक्रम में,अन्य दो लैंप अधिक चमक के साथ जलेंगे।
D
समांतर क्रम में,अन्य दो लैंप जलना बंद कर देंगे।

Solution

(A) श्रेणीक्रम संयोजन में,सभी घटक एक ही मार्ग में जुड़े होते हैं। यदि एक लैंप का फिलामेंट टूट जाता है,तो परिपथ खुला हो जाता है और पूरे परिपथ में विद्युत धारा का प्रवाह रुक जाता है। इसलिए,अन्य दो लैंप जलना बंद कर देंगे।
$(b)$ समांतर क्रम संयोजन में,प्रत्येक लैंप विद्युत स्रोत के साथ एक अलग शाखा में जुड़ा होता है। यदि एक लैंप का फिलामेंट टूट जाता है,तो यह केवल उस विशिष्ट शाखा को प्रभावित करता है। अन्य दो लैंप वोल्टेज स्रोत से जुड़े रहते हैं और सामान्य रूप से जलते रहते हैं।
39
Difficult
निम्नलिखित परिपथ का तुल्य प्रतिरोध ज्ञात कीजिए।
Question diagram

Solution

$(7.5 \, \Omega)$ यह परिपथ श्रेणी और समांतर क्रम में जुड़े प्रतिरोधों से बना है।
सबसे पहले, समांतर क्रम में जुड़े दो $2 \, \Omega$ के प्रतिरोधों पर विचार करें। मान लीजिए उनका संयुक्त प्रतिरोध $R_{P1}$ है।
$\frac{1}{R_{P1}} = \frac{1}{2} + \frac{1}{2} = 1 \implies R_{P1} = 1 \, \Omega$.
इसके बाद, समांतर क्रम में जुड़े दो $1 \, \Omega$ के प्रतिरोधों पर विचार करें। मान लीजिए उनका संयुक्त प्रतिरोध $R_{P2}$ है।
$\frac{1}{R_{P2}} = \frac{1}{1} + \frac{1}{1} = 2 \implies R_{P2} = 0.5 \, \Omega$.
अंत में, परिपथ का कुल तुल्य प्रतिरोध $R$ श्रेणी क्रम में जुड़े घटकों का योग है:
$R = 3 \, \Omega + 3 \, \Omega + R_{P1} + R_{P2}$
$R = 6 \, \Omega + 1 \, \Omega + 0.5 \, \Omega = 7.5 \, \Omega$.
40
Medium
जब तीन प्रतिरोधकों $R_{1}, R_{2}$ और $R_{3}$ को एक विद्युत परिपथ में श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है,तो संबंध $R = R_{1} + R_{2} + R_{3}$ को व्युत्पन्न कीजिए।

Solution

(N/A) मान लीजिए कि $R_{1}, R_{2}$ और $R_{3}$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधक चित्र में दिखाए अनुसार $V$ विभव वाले सेल से श्रेणीक्रम में जुड़े हैं। चूँकि तीनों प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में जुड़े हैं,इसलिए उनमें से प्रत्येक से प्रवाहित होने वाली विद्युत धारा $I$ समान रहती है।
ओम के नियम के अनुसार,प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर इस प्रकार है:
$V_{1} = IR_{1}, V_{2} = IR_{2}$ और $V_{3} = IR_{3}$
चूँकि $V$ परिपथ में कुल विभव है,इसलिए ऊर्जा संरक्षण के नियम से:
$V = V_{1} + V_{2} + V_{3}$ $...(1)$
समीकरण $(1)$ में $V_{1}, V_{2}$ और $V_{3}$ के मान प्रतिस्थापित करने पर:
$V = IR_{1} + IR_{2} + IR_{3}$ $...(2)$
यदि $R_{S}$ श्रेणी संयोजन का तुल्य प्रतिरोध है,तो ओम के नियम से:
$V = IR_{S}$ $...(3)$
समीकरण $(2)$ और $(3)$ की तुलना करने पर:
$IR_{S} = IR_{1} + IR_{2} + IR_{3}$
दोनों पक्षों को $I$ से विभाजित करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$R_{S} = R_{1} + R_{2} + R_{3}$ $...(4)$
अतः,श्रेणी संयोजन में,तुल्य प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों के योग के बराबर होता है।
Solution diagram
41
Medium
जब $R_{1}, R_{2}$ और $R_{3}$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध के लिए व्यंजक व्युत्पन्न कीजिए।

Solution

(N/A) मान लीजिए कि $R_{1}, R_{2}$ और $R_{3}$ प्रतिरोध वाले तीन प्रतिरोधक चित्र में दिखाए अनुसार समानांतर क्रम में जुड़े हैं।
जब कुल विद्युत धारा $I$ बिंदु $a$ पर पहुँचती है,तो यह तीन भागों में विभाजित हो जाती है: $R_{1}$ से प्रवाहित होने वाली $I_{1}$,$R_{2}$ से प्रवाहित होने वाली $I_{2}$,और $R_{3}$ से प्रवाहित होने वाली $I_{3}$।
चूँकि आवेश संरक्षित रहना चाहिए,इसलिए बिंदु $a$ पर प्रवेश करने वाली कुल विद्युत धारा $I$ उस बिंदु से बाहर निकलने वाली धाराओं के योग के बराबर होनी चाहिए। अतः,हमारे पास है:
$I = I_{1} + I_{2} + I_{3}$ $...(1)$
चूँकि प्रतिरोधक समानांतर क्रम में जुड़े हैं,इसलिए प्रत्येक प्रतिरोधक के सिरों पर विभवांतर $V$ समान रहता है। ओम के नियम के अनुसार,प्रत्येक प्रतिरोधक से प्रवाहित धारा है:
$I_{1} = \frac{V}{R_{1}}, I_{2} = \frac{V}{R_{2}}, I_{3} = \frac{V}{R_{3}}$
इन मानों को समीकरण $(1)$ में प्रतिस्थापित करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$I = \frac{V}{R_{1}} + \frac{V}{R_{2}} + \frac{V}{R_{3}}$ $...(2)$
यदि $R_{P}$ समानांतर संयोजन का तुल्य प्रतिरोध है,तो कुल विद्युत धारा $I$ को इस प्रकार लिखा जा सकता है:
$I = \frac{V}{R_{P}}$ $...(3)$
समीकरण $(2)$ और $(3)$ की तुलना करने पर,हमें प्राप्त होता है:
$\frac{V}{R_{P}} = \frac{V}{R_{1}} + \frac{V}{R_{2}} + \frac{V}{R_{3}}$
दोनों पक्षों को $V$ से विभाजित करने पर,हमें तुल्य प्रतिरोध के लिए व्यंजक प्राप्त होता है:
$\frac{1}{R_{P}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}$
Solution diagram
42
Medium
$(a)$ $R$ प्रतिरोध वाले $n$ प्रतिरोधकों को निम्नलिखित में जोड़ने पर कुल प्रतिरोध क्या होगा?
$(i)$ श्रेणीक्रम में?
$(ii)$ पार्श्वक्रम (समांतर) में?
$(b)$ $3 \ \Omega, 4 \ \Omega$ और $12 \ \Omega$ के $3$ प्रतिरोधकों को पार्श्वक्रम में जोड़ने पर परिणामी प्रतिरोध की गणना कीजिए।

Solution

(N/A) श्रेणीक्रम संयोजन में,कुल प्रतिरोध व्यक्तिगत प्रतिरोधों का योग होता है:
$R_{S} = R + R + \dots + R \ (n \ \text{बार}) = nR$
पार्श्वक्रम संयोजन में,कुल प्रतिरोध का व्युत्क्रम व्यक्तिगत प्रतिरोधों के व्युत्क्रमों का योग होता है:
$\frac{1}{R_{P}} = \frac{1}{R} + \frac{1}{R} + \dots + \frac{1}{R} \ (n \ \text{बार}) = \frac{n}{R}$
अतः,$R_{P} = \frac{R}{n}$
$(b)$ पार्श्वक्रम में जुड़े प्रतिरोधकों के लिए,परिणामी प्रतिरोध $R_{P}$ इस प्रकार है:
$\frac{1}{R_{P}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}} + \frac{1}{R_{3}}$
$\frac{1}{R_{P}} = \frac{1}{3} + \frac{1}{4} + \frac{1}{12}$
$3, 4$ और $12$ का लघुत्तम समापवर्त्य $(LCM)$ $12$ है:
$\frac{1}{R_{P}} = \frac{4 + 3 + 1}{12} = \frac{8}{12} = \frac{2}{3}$
$R_{P} = \frac{3}{2} = 1.5 \ \Omega$
43
Medium
निम्नलिखित परिपथ का अध्ययन करें और निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दें:
$(i)$ परिपथ में दो प्रतिरोधकों के संयोजन का प्रकार बताइए।
$(ii)$ निम्नलिखित से होकर कितना विद्युत धारा प्रवाहित होगी:
$(a)$ $10 \, \Omega$ का प्रतिरोधक और
$(b)$ $15 \, \Omega$ का प्रतिरोधक?
$(iii)$ एमीटर का पाठ्यांक (reading) क्या होगा?
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ दोनों प्रतिरोधक पार्श्वक्रम (समांतर) संयोजन में जुड़े हैं क्योंकि प्रतिरोधकों के दोनों सिरे परिपथ के समान दो बिंदुओं से जुड़े हुए हैं।
$(ii)$ ओम के नियम के अनुसार,$I = \frac{V}{R}$। चूंकि प्रतिरोधक समांतर क्रम में हैं,इसलिए प्रत्येक प्रतिरोधक पर विभवांतर $(V)$ $3 \, V$ है।
$(a)$ $10 \, \Omega$ के प्रतिरोधक से प्रवाहित धारा: $I_1 = \frac{V}{R_1} = \frac{3 \, V}{10 \, \Omega} = 0.3 \, A$।
$(b)$ $15 \, \Omega$ के प्रतिरोधक से प्रवाहित धारा: $I_2 = \frac{V}{R_2} = \frac{3 \, V}{15 \, \Omega} = 0.2 \, A$।
$(iii)$ एमीटर परिपथ में प्रवाहित कुल विद्युत धारा $(I)$ को मापता है,जो अलग-अलग शाखाओं से प्रवाहित धाराओं का योग है:
$I = I_1 + I_2 = 0.3 \, A + 0.2 \, A = 0.5 \, A$।
अतः,एमीटर का पाठ्यांक $0.5 \, A$ है।
44
Difficult
तीन प्रतिरोधकों $R_{1}, R_{2}$ और $R_{3}$ को एक बैटरी $(E)$,एक रियोस्टेट $(Rh)$,एक प्लग कुंजी $(K)$ और एक एमीटर $(A)$ के साथ श्रेणीक्रम में जोड़ते हुए एक नामांकित परिपथ आरेख खींचिए। मानक परिपथ प्रतीकों का उपयोग करें। इस परिपथ का उपयोग करके यह दर्शाइए कि परिपथ के प्रत्येक भाग से समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है। प्रयोग करते समय बरती जाने वाली दो सावधानियां लिखिए।

Solution

(N/A) परिपथ आरेख चित्र में दिखाए अनुसार है।
विभिन्न मानों के तीन प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जोड़ें। उन्हें चित्र में दिखाए अनुसार एक बैटरी,एक एमीटर,एक रियोस्टेट और एक प्लग कुंजी के साथ जोड़ें। प्लग कुंजी को बंद करें। एमीटर का पाठ्यांक नोट करें। एमीटर की स्थिति को प्रतिरोधकों के बीच कहीं भी बदलें। हर बार एमीटर का पाठ्यांक नोट करें। हम देखते हैं कि एमीटर में विद्युत धारा का मान समान रहता है,जो विद्युत परिपथ में इसकी स्थिति पर निर्भर नहीं करता है। इसका अर्थ है कि प्रतिरोधकों के श्रेणी संयोजन में,परिपथ के प्रत्येक भाग में विद्युत धारा समान होती है या प्रत्येक प्रतिरोधक से समान विद्युत धारा प्रवाहित होती है।
सावधानियां:
$(i)$ गर्म होने से बचने के लिए विद्युत धारा को लंबे समय तक प्रवाहित नहीं करना चाहिए।
$(ii)$ सभी कनेक्शन कसकर जुड़े होने चाहिए।
Solution diagram
45
Medium
नीचे दिए गए चित्र में दिखाए गए संयोजन में तुल्य प्रतिरोध की गणना कीजिए।
Question diagram

Solution

(N/A) $6 \, \Omega$ और $3 \, \Omega$ के प्रतिरोधक समानांतर क्रम में जुड़े हुए हैं।
इसलिए,तुल्य प्रतिरोध $R_P$ इस प्रकार है:
$\frac{1}{R_P} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2}$
$\frac{1}{R_P} = \frac{1}{3} + \frac{1}{6} = \frac{2+1}{6} = \frac{3}{6} = \frac{1}{2}$
अतः,$R_P = 2 \, \Omega$।
अब,$2 \, \Omega$ का प्रतिरोधक और समानांतर संयोजन $R_P$ श्रेणी क्रम में हैं।
इसलिए,कुल तुल्य प्रतिरोध $R$ है:
$R = 2 \, \Omega + R_P = 2 \, \Omega + 2 \, \Omega = 4 \, \Omega$।
परिपथ का तुल्य प्रतिरोध $4 \, \Omega$ है।
46
Difficult
निम्नलिखित संयोजन में बिंदुओं $A$ और $B$ के बीच तुल्य प्रतिरोध की गणना कीजिए।
Question diagram

Solution

$(11 \Omega)$ दिए गए परिपथ को तारों द्वारा जुड़े नोड्स की पहचान करके फिर से बनाया जा सकता है। बिंदु $A$ और $C$ समान विभव पर हैं, और बिंदु $E$ और $F$ एक तार के माध्यम से $D$ से जुड़े हुए हैं, जो उन्हें प्रभावी रूप से समानांतर बनाते हैं।
यह स्पष्ट है कि $20 \Omega$ ($C$ और $D$ के बीच), $10 \Omega$ ($D$ और $E$ के बीच) और $20 \Omega$ ($E$ और $F$ के बीच) के प्रतिरोध प्रभावी नोड्स के बीच समानांतर संयोजन में हैं।
यदि $R_{1}$ इन तीनों समानांतर प्रतिरोधों का प्रभावी प्रतिरोध है, तो:
$\frac{1}{R_{1}} = \frac{1}{20} + \frac{1}{10} + \frac{1}{20}$
$\frac{1}{R_{1}} = \frac{1 + 2 + 1}{20} = \frac{4}{20} = \frac{1}{5}$
अतः, $R_{1} = 5 \Omega$.
अब, प्रतिरोध $R_{1}$ और $6 \Omega$ का प्रतिरोध श्रेणीक्रम में हैं। इसलिए, $A$ और $B$ के बीच तुल्य प्रतिरोध $R$ है:
$R = R_{1} + 6 \Omega$
$R = 5 \Omega + 6 \Omega = 11 \Omega$.
Solution diagram
47
DifficultMCQ
जब $R_{1}$ और $R_{2}$ प्रतिरोध वाले दो प्रतिरोधकों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो कुल प्रतिरोध $3 \, \Omega$ होता है। जब उन्हें श्रेणी क्रम में जोड़ा जाता है,तो इसका मान $16 \, \Omega$ होता है। $R_{1}$ और $R_{2}$ के मानों की गणना कीजिए।
A
$4 \, \Omega$ और $12 \, \Omega$
B
$6 \, \Omega$ और $10 \, \Omega$
C
$8 \, \Omega$ और $8 \, \Omega$
D
$2 \, \Omega$ और $14 \, \Omega$

Solution

(A) जब $R_{1}$ और $R_{2}$ को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो कुल प्रतिरोध $(R_{p})$ इस प्रकार दिया जाता है:
$\frac{1}{R_{p}} = \frac{1}{R_{1}} + \frac{1}{R_{2}}$
इसलिए,हमारे पास है:
$R_{p} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = 3 \, \Omega$ $...(1)$
जब $R_{1}$ और $R_{2}$ को श्रेणी क्रम में जोड़ा जाता है,तो कुल प्रतिरोध $(R_{s})$ इस प्रकार दिया जाता है:
$R_{s} = R_{1} + R_{2} = 16 \, \Omega$ $...(2)$
समीकरण $(2)$ का मान समीकरण $(1)$ में रखने पर:
$\frac{R_{1} R_{2}}{16} = 3 \implies R_{1} R_{2} = 48$ $...(3)$
समीकरण $(2)$ से,$R_{2} = 16 - R_{1}$। इस मान को समीकरण $(3)$ में रखने पर:
$R_{1}(16 - R_{1}) = 48$
$16R_{1} - R_{1}^{2} = 48$
$R_{1}^{2} - 16R_{1} + 48 = 0$
$(R_{1} - 12)(R_{1} - 4) = 0$
अतः,$R_{1} = 12 \, \Omega$ या $R_{1} = 4 \, \Omega$।
यदि $R_{1} = 12 \, \Omega$ है,तो $R_{2} = 4 \, \Omega$ होगा। यदि $R_{1} = 4 \, \Omega$ है,तो $R_{2} = 12 \, \Omega$ होगा।
इसलिए,दोनों प्रतिरोधकों के प्रतिरोध $4 \, \Omega$ और $12 \, \Omega$ हैं।
48
Medium
यदि एक $12 \ V$ की बैटरी नीचे दी गई प्रतिरोधों की व्यवस्था से जुड़ी है,तो गणना करें:
$(i)$ व्यवस्था का कुल प्रभावी प्रतिरोध और
$(ii)$ परिपथ में प्रवाहित होने वाली कुल विद्युत धारा।
Question diagram

Solution

(N/A) $(i)$ $10 \ \Omega$ और $20 \ \Omega$ मान के प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में जुड़े हैं,इसलिए उनका तुल्यांकी प्रतिरोध
$R_{S} = 10 + 20 = 30 \ \Omega$ है।
इसी प्रकार,$5 \ \Omega$ और $25 \ \Omega$ मान के प्रतिरोधक श्रेणीक्रम में हैं,इसलिए उनका तुल्यांकी प्रतिरोध
$R_{S_{1}} = 5 + 25 = 30 \ \Omega$ है।
अब,$R_{S}$ और $R_{S_{1}}$ समांतर क्रम में हैं,इसलिए हमारे पास है:
$R_{P} = \frac{R_{S} \times R_{S_{1}}}{R_{S} + R_{S_{1}}} = \frac{30 \times 30}{30 + 30} = \frac{900}{60} = 15 \ \Omega$
$(ii)$ कुल विद्युत धारा ओम के नियम द्वारा दी जाती है:
$I = \frac{V}{R_{P}} = \frac{12}{15} = 0.8 \ A$
49
MediumMCQ
$2 \Omega$ प्रतिरोध वाले दो समान प्रतिरोधकों को बारी-बारी से $12 \text{ V}$ की बैटरी से $(i)$ श्रेणीक्रम में और $(ii)$ समांतर क्रम में जोड़ा जाता है। दोनों स्थितियों में व्यय हुई शक्ति का अनुपात ज्ञात कीजिए।
A
$1:4$
B
$4:1$
C
$1:2$
D
$2:1$

Solution

(B) दिया गया है: $R_{1} = 2 \Omega, R_{2} = 2 \Omega, V = 12 \text{ V}$.
$(i)$ जब प्रतिरोधकों को श्रेणीक्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध:
$R_{S} = R_{1} + R_{2} = 2 + 2 = 4 \Omega$.
श्रेणीक्रम में व्यय हुई शक्ति:
$P_{S} = \frac{V^{2}}{R_{S}} = \frac{12^{2}}{4} = \frac{144}{4} = 36 \text{ W}$.
$(ii)$ जब प्रतिरोधकों को समांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो तुल्य प्रतिरोध:
$R_{P} = \frac{R_{1} R_{2}}{R_{1} + R_{2}} = \frac{2 \times 2}{2 + 2} = \frac{4}{4} = 1 \Omega$.
समांतर क्रम में व्यय हुई शक्ति:
$P_{P} = \frac{V^{2}}{R_{P}} = \frac{12^{2}}{1} = 144 \text{ W}$.
दोनों स्थितियों में व्यय हुई शक्ति का अनुपात (समांतर से श्रेणीक्रम):
$\frac{P_{P}}{P_{S}} = \frac{144}{36} = 4:1$.
50
Medium
$R$ प्रतिरोध वाले तार के एक टुकड़े को चार बराबर भागों में काटा जाता है। $(a)$ प्रत्येक भाग का प्रतिरोध मूल प्रतिरोध की तुलना में कैसा होगा? $(b)$ यदि चारों भागों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाए,तो संयुक्त प्रतिरोध मूल तार के प्रतिरोध की तुलना में कैसा होगा?

Solution

(N/A) चूंकि तार को चार बराबर भागों में विभाजित किया गया है,इसलिए प्रत्येक भाग की नई लंबाई मूल लंबाई की एक-चौथाई $(1/4)$ हो जाती है। चूंकि प्रतिरोध लंबाई के सीधे आनुपातिक $(R \propto l)$ होता है,इसलिए प्रत्येक भाग का प्रतिरोध मूल प्रतिरोध का एक-चौथाई हो जाता है,अर्थात $R' = R/4$।
$(b)$ जब इन चार भागों को समानांतर क्रम में जोड़ा जाता है,तो समतुल्य प्रतिरोध $R_p$ निम्नलिखित सूत्र द्वारा प्राप्त होता है:
$\frac{1}{R_p} = \frac{1}{R'} + \frac{1}{R'} + \frac{1}{R'} + \frac{1}{R'}$
$R' = R/4$ रखने पर:
$\frac{1}{R_p} = \frac{4}{R} + \frac{4}{R} + \frac{4}{R} + \frac{4}{R} = \frac{16}{R}$
अतः,$R_p = R/16$।
इस प्रकार,संयुक्त प्रतिरोध मूल तार के प्रतिरोध का $1/16$ गुना होगा।

Electricity — Resistors in Series and Parallel · Frequently Asked Questions

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